一种巴克豪森噪声分析法监控轴承套圈表面磨削质量方法

摘要

一种巴克豪森噪声分析法监控轴承套圈表面磨削质量方法，涉及机械检测技术领域。为解决现有的金属探伤仪对零件表面进行检测，有时会出现检测误差，无法检测出轴承套圈外表面细小的伤痕，导致轴承套圈的使用寿命较短的问题。采用巴克豪森噪声分析法对轴承套圈表面磨削质量进行检测，可以在不破坏轴承套圈的情况下监控承套圈表面磨削质量，利于监控批次套圈磨削加工质量一致性、稳定性，对改进磨削质量识别磨削异常情况提供帮助，有效的保证了产品质量，提高检测的精度，从而提高轴承套圈的使用寿命。本发明适用于对轴承套圈表面磨削质量进行检测。

说明书

技术领域

本发明涉及机械检测技术领域，具体涉及一种巴克豪森噪声分析法监控轴承套圈表面磨削质量方法。

背景技术

轴承套圈表面磨削后产生的残余应力，磨削过程中产生的烧伤将直接影响产品的疲劳行为和服役可靠性，残余应力及烧伤影响零件力学性能，尤其是疲劳行为。为解决轴承套圈表面磨削异常产生的残余应力、磨削烧伤等检测问题，现有的检测方法检测效率较低，无法对产品进行批量性检测，理化分析及酸洗方法会对产品进行破坏，无法对残余应力、磨削烧伤等问题进行同时检测等，缺少一种快速、有效的监控磨削质量、指导优化磨削工艺辅助手段，导致轴承使用的安全性及寿命受到一定程度的影响。

发明内容

本发明为解决现有的金属探伤仪对零件表面进行检测，有时会出现检测误差，无法检测出轴承套圈外表面细小的伤痕，导致轴承套圈的使用寿命较短的问题，而提出一种巴克豪森噪声分析法监控轴承套圈表面磨削质量方法。

本发明的一种巴克豪森噪声分析法监控轴承套圈表面磨削质量方法，其具体方法如下：

步骤一、选取适当的测试设备，并对测试设备的稳定性及校准设备系统性能进行校对；

步骤二、选择检测频率及激励方式；

步骤三、确定最佳的磁化电压；

步骤四、选取待检测的样品，利用检测设备的探头对样品进行检测；

步骤五、对检测结果进行理化分析；

进一步的，所述的步骤三中确定最佳的磁化电压的具体方法如下：利用单试样法确定巴克豪森噪音分析法检测轴承套圈时所用合理电压值；

进一步的，所述的步骤四中利用检测设备的探头对样品进行检测的具体方法如下：

步骤四一、利用检测设备的探头对样品扫描时，避开边缘及形状突变位置，防止产生异常信号影响检测结果的评定，从电源供给交流电流，在磁化轴中的激励线圈中产生交流磁场对被检件进行磁化；

步骤四二、检测过程中探头与检测面距离应保持不变，磁弹探头的异常跳动会造成磁弹信号异常对检测结果造成干扰；

步骤四三、针对轴承套圈检测采用磁化轴带动套圈旋转，磁弹探头纵向移动或定点检测方式，经磁化的被检件产生巴克豪森噪音，检测用探头提取巴克豪森噪声信号；

进一步的，所述的步骤四一中磁弹探头由铁氧体缠绕漆包线制成的检测线圈；

进一步的，所述的步骤五中对检测结果进行理化分析的具体方法如下：

步骤五一、设置最佳磁化电压后检测轴承套圈表面，选取磁弹值有陡峰及相对平稳部位的套圈进行编号并标记位置，记录整个套圈的磁弹值数据及标记点的磁弹值；

步骤五二、巴克豪森噪声分析法检测时会产生一个随着时间变化的磁弹值图，可以获得轴承套圈对应位置的磁弹值，检测结束后会进行数据分析包括最大值、最小值、平均值、比值等数据；

步骤五三、巴克豪森噪声分析法检测完成后对标记位置进行X射线应力测试、理化分析烧伤等。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明克服了现有技术的缺点，采用巴克豪森噪声分析法对轴承套圈表面磨削质量进行检测，巴克豪森噪声分析法为一种无损检测方法，可以在不破坏轴承套圈的情况下监控承套圈表面磨削质量，利于监控批次套圈磨削加工质量一致性、稳定性，对改进磨削质量识别磨削异常情况提供帮助。通过该监控方法，可根据巴克豪森噪声分析法检测后的磁弹值整体反映磨削质量的优劣，对加工工艺的研究、改进提供技术支持，并有效的保证了产品质量，提高检测的精度，从而提高轴承套圈的使用寿命。

附图说明

图1是利用本发明所述的一种巴克豪森噪声分析法监控轴承套圈表面磨削质量方法在对两种样品进行检测时测试数值；

图2是利用本发明所述的一种巴克豪森噪声分析法监控轴承套圈表面磨削质量方法在对Type A进行检测时的测试值曲线；

图3是利用本发明所述的一种巴克豪森噪声分析法监控轴承套圈表面磨削质量方法在对Type B进行检测时的测试值曲线。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式所述的一种巴克豪森噪声分析法监控轴承套圈表面磨削质量方法，其具体方法如下：

步骤一、选取适当的测试设备，并对测试设备的稳定性及校准设备系统性能进行校对；

步骤二、选择检测频率及激励方式；

步骤三、确定最佳的磁化电压；

步骤四、选取待检测的样品，利用检测设备的探头对样品进行检测；

步骤五、对检测结果进行理化分析；

本具体实施方式，采用巴克豪森噪声技术，可实现对铁磁性材料早期性能退化及微损伤的检测和评估，在材料使用早期确定材料表面应力状态、疲劳损伤状态及微观组织变化特性，从而能够及早发现材料早期损伤的部位，为重要设备或构件的安全评价和剩余寿命评估提供可靠依据。国际上对于MBN效应的研究主要集中在应力监测、疲劳状态分析、硬度检测、微观组织分析、晶粒度测量及表面热处理工艺评价、表面磨削状态等方面。

巴克豪森噪声分析法主要受应力、显微组织影响。我厂使用的巴克豪森噪声分析法设备应力与磁化方向平行，检测信号随拉应力增大而增大，随压应力增大而减弱。对于硬度而言，当材料硬度降低相应的检测信号增强，当材料硬度增大相应的检测信号降低。巴克豪森噪声分析法是一种定量的分析方式。

由巴克豪森噪声分析法的原理可知，巴克豪森噪声分析法无法直接发现是否烧伤，而是通过磨削表面的普遍特征烧伤区域硬度与正常部位差别、压应力降低或产生残余拉应力来判断是否为烧伤。通过巴克豪森噪声分析法的最大值、波动值、平均值等检测后的一系列数值来判断。所以磨削后的套圈滚道的硬度差异、应力变化等数值的异常变动都会对烧伤的判断产生影响。

近几年轴承套圈外场故障分析来看，均由磨削烧伤或表面磨削质量问题引起。而实际烧伤及残余应力均对轴承套圈工作面质量造成显著影响，因此巴克豪森噪声分析法能够对磨削的综合情况进行监控，以利于监控批次套圈磨削加工质量一致性、稳定性，对改进磨削质量，识别磨削异常情况，对保证航空轴承质量控制起到举足轻重的作用。

具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的检测方法的进一步的限定，本实施方式所述的一种巴克豪森噪声分析法监控轴承套圈表面磨削质量方法，所述的步骤三中确定最佳的磁化电压的具体方法如下：利用单试样法确定巴克豪森噪音分析法检测轴承套圈时所用合理电压值；

本具体实施方式，采用单试样法确定巴克豪森噪音分析法检测轴承套圈时所用合理电压值，测量样品时，从0开始，以5-10个单位逐步增加MAGN(磁化值)一直到最大值来获得不同磁化值的测试结果。记录所有测试结果。

具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一所述的检测方法的进一步的限定，本实施方式所述的一种巴克豪森噪声分析法监控轴承套圈表面磨削质量方法，所述的步骤四中利用检测设备的探头对样品进行检测的具体方法如下：

步骤四一、利用检测设备的探头对样品扫描时，避开边缘及形状突变位置，防止产生异常信号影响检测结果的评定，从电源供给交流电流，在磁化轴中的激励线圈中产生交流磁场对被检件进行磁化；

步骤四二、检测过程中探头与检测面距离应保持不变，磁弹探头的异常跳动会造成磁弹信号异常对检测结果造成干扰；

步骤四三、针对轴承套圈检测采用磁化轴带动套圈旋转，磁弹探头纵向移动或定点检测方式，经磁化的被检件产生巴克豪森噪音，检测用探头提取巴克豪森噪声信号；

本具体实施方式，采用巴克豪森噪声分析法对轴承套圈表面磨削质量进行检测，巴克豪森噪声分析法为一种无损检测方法，可以在不破坏轴承套圈的情况下监控承套圈表面磨削质量，利于监控批次套圈磨削加工质量一致性、稳定性，对改进磨削质量识别磨削异常情况提供帮助。通过该监控方法，可根据巴克豪森噪声分析法检测后的磁弹值整体反映磨削质量的优劣，对加工工艺的研究、改进提供技术支持，并有效的保证了产品质量，提高检测的精度，从而提高轴承套圈的使用寿命。

具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式三所述的检测方法的进一步的限定，本实施方式所述的一种巴克豪森噪声分析法监控轴承套圈表面磨削质量方法，所述的步骤四一中磁弹探头由铁氧体缠绕漆包线制成的检测线圈；

本具体实施方式，采用磁弹探头由铁氧体缠绕漆包线制成的检测线圈，外层增加屏蔽用于屏蔽外界电场的干扰，减小检测的误差。

具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式一所述的检测方法的进一步的限定，本实施方式所述的一种巴克豪森噪声分析法监控轴承套圈表面磨削质量方法，所述的步骤五中对检测结果进行理化分析的具体方法如下：

步骤五一、设置最佳磁化电压后检测轴承套圈表面，选取磁弹值有陡峰及相对平稳部位的套圈进行编号并标记位置，记录整个套圈的磁弹值数据及标记点的磁弹值；

步骤五二、巴克豪森噪声分析法检测时会产生一个随着时间变化的磁弹值图，可以获得轴承套圈对应位置的磁弹值，检测结束后会进行数据分析包括最大值、最小值、平均值、比值等数据；

步骤五三、巴克豪森噪声分析法检测完成后对标记位置进行X射线应力测试、理化分析烧伤等；

本具体实施方式，通过上述方法确定巴克豪森噪声分析法检测轴承套圈磁弹值异常部位是否为磨削烧伤或表面应力异常。通过无烧伤处的检测位置形成磁弹值与表面应力对应关系，并摸索各个磨削烧伤的轴承套圈磁弹值规律。

具体实施方式六：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的检测方法的进一步的限定，本实施方式所述的一种巴克豪森噪声分析法监控轴承套圈表面磨削质量方法在使用时，先选择两种材料分别为TypeA、TypeB；

1)Type A

当材料或传感器显示磁化饱和时，绘图形状就是A型。首先，当MAGN增加时仪器输出也会增加。在MAGN的某一设置下，装置输出会开始平坦，这是磁化饱和的特性。在饱和之前，MAGN的正确设置值应是曲线中的“knee”位置，通常选择紧靠“knee”下面位置的值，这个值才是最满意的信号水平。

2)Type B

这是一个典型的曲线，这里没有明显的饱和现象(没有“knee”的稳定区)，当材料表面变硬时通常会出现这种现象。随意增加MAGN，这些曲线可能慢慢上升。如果找到这种典型的曲线，其最高值可用在应用传感器的MAGN设置中；

最后对曲线和测试数值进行理化分析。